CN111420980A - 用于饱和带与包气带综合治理的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于饱和带与包气带综合治理的系统，包括注入系统、多相抽提系统以及尾气尾水处理系统，所述注入系统通过空气压缩设备以及注入井向土壤中注入高压空气；所述多相抽提系统由气相抽提井、多相抽提井、以及NAPL相抽提装置，所述气相抽提井用于将土壤中的污染气体抽提出来，所述多相抽提井中的地下水抽提管能够将污染水抽提出来，所述NAPL相抽提装置能够将NAPL相污染物精准抽提出来；所述尾气尾水处理系统能够将抽提出来的气相、液相以及NAPL相进行处理，直至安全排放或进行收集。本发明通过引入多相抽提技术与NAPL精确抽提技术减少了修复时间同时解决了拖尾问题。

Description

用于饱和带与包气带综合治理的系统
技术领域
本发明涉及一种对地下污染区域的土壤气体、地下水和浮油层进行抽提与处理的系统。
背景技术
针对地下污染区域，一般采用多相抽提技术进行处理，即通过真空提取手段，抽取地下污染区域的土壤气体、地下水和浮油层到地面进行相分离及处理，以控制和修复土壤与地下水中的有机污染物，达到场地修复的目的。
多相抽提拥有环境扰动小，地下水与土壤可同时修复等优点，适用于石油企业、加油站等污染地块。
但是，由于LNAPL相(轻非水相液体)漂浮在地下水上，传统多项抽提技术难以进行LNAPL相的准确抽提，往往引起拖尾现象(即在处理完成的一段时间后，LNAPL相又出现累积)。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种用于饱和带与包气带综合治理的系统，一方面提高处理速度，另一方面消除拖尾现象。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于饱和带与包气带综合治理的系统，其特征在于：包括注入系统、多相抽提系统以及尾气尾水处理系统，其中：
所述注入系统包含空气压缩设备及注入井，空气压缩设备向注气管提供高压空气，注气管伸入所述注入井中地下水位线以下的深度位置，而所述注入井的开筛深度位于全年最高地下水位线以上10-100cm；
所述多相抽提系统由气相抽提井、气相抽提管道、抽提风机、多相抽提井、地下水抽提管、抽提水泵以及NAPL相抽提装置组成，其中：
所述气相抽提井的开筛深度位于地下水位以上，其中设置的所述气相抽提管道与所述抽提风机相连通，抽提风机的下游连通至生物反应器；
所述多相抽提井的开筛深度位于地下水位线以上10-100cm，其中设置的所述地下水抽提管位于地下水位修复目标深度，并与所述抽提水泵连接，抽提水泵的下游连通至所述生物反应器；
所述NAPL相抽提装置包括NAPL抽提管及NAPL抽提泵，所述NAPL抽提管的下端位于NAPL相的深度位置，所述NAPL抽提管的上端与NAPL抽提泵相连，所述NAPL抽提泵的下游连接沉淀箱，沉淀箱具有水相出口与NAPL相出口，水相出口与所述生物反应器相连；
所述尾气尾水处理系统包括所述沉淀箱与所述生物反应器。
所述的用于饱和带与包气带综合治理的系统，其中：所述空气压缩设备通过气体分配器连接数个注气管道，每个注气管道的终端通过一根所述注气管与注入井相连通。
所述的用于饱和带与包气带综合治理的系统，其中：所述气体分配器上设有涡街流量计、压力表与电动阀门，能够将空气压缩设备产生的压缩空气均匀分配给各个注入井，还能够监控各注气管道中的流量及压力。
所述的用于饱和带与包气带综合治理的系统，其中：所述气相抽提管道上设有气液分离器，分离后的污染气体被所述抽提风机抽提进入生物反应器进行处理，分离后的污染液体经排液泵送入所述生物反应器进行处理。
所述的用于饱和带与包气带综合治理的系统，其中：所述尾气尾水处理系统还包括NAPL回收箱，所述沉淀箱的NAPL相出口与所述NAPL回收箱相连。
所述的用于饱和带与包气带综合治理的系统，其中：所述多相抽提井中也设有所述气相抽提管道，所述多相抽提井中的气相抽提管道也连通至所述抽提风机。
所述的用于饱和带与包气带综合治理的系统，其中：所述NAPL相抽提装置包括定位器、在线密度计、所述NAPL抽提管及所述NAPL抽提泵，所述在线密度计能够探测NAPL相的深度位置，其通过所述定位器固定在所述地下水抽提管上，所述地下水抽提管为软管并与卷扬机相连，通过卷扬机能够控制定位器的深度位置，所述NAPL抽提管的下端固定在所述定位器上。
本发明通过引入AS技术与NAPL精确抽提技术减少了修复时间同时解决了拖尾问题。同时采用生物反应器作为尾气尾水的处理设备，不会产生二次污染，提高设备整体的环境友好性。
附图说明
图1是本发明提供的用于饱和带与包气带综合治理的系统的整体结构原理图。
图2是NAPL相抽提装置的定位器放大结构示意图。
附图标记说明：空气压缩设备1；注入井2；气体分配器3；注气管道4；注气管5；气相抽提井6；气相抽提管道7；抽提风机8；多相抽提井9；地下水抽提管10；抽提水泵11；NAPL相抽提装置12；气液分离器13；生物反应器14；排液泵15；定位器16；在线密度计17；NAPL抽提管18；NAPL抽提泵19；沉淀箱20；NAPL回收箱21。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种用于饱和带与包气带综合治理的系统，包括注入系统、多相抽提系统以及尾气尾水处理系统，其中：
所述注入系统包含空气压缩设备1及注入井2，空气压缩设备1通过气体分配器3连接数个注气管道4，每个注气管道4的终端连接有一根注气管5，注气管5伸入所述注入井2中地下水位线以下的深度位置，而所述注入井2的开筛深度位于全年最高地下水位线以上10-100cm，以达到全年不同水位都可达到包气带的修复效果；所述空气压缩向注气管5提供高压空气，通过空气注入加速VOCs类污染物从土壤颗粒或地下水中向土壤气中的转移；而所述气体分配器3上设有涡街流量计、压力表与电动阀门，能够将空气压缩设备1产生的压缩空气均匀分配给各个注入井2，还能够监控各注气管道4中的流量及压力；
所述多相抽提系统由气相抽提井6、气相抽提管道7、抽提风机8、多相抽提井9、地下水抽提管10、抽提水泵11以及NAPL相抽提装置12组成，其中：
所述气相抽提井6的开筛深度位于地下水位以上，其中设置的所述气相抽提管道7与所述抽提风机8相连通，对土壤中含有的VOCs污染的土壤气进行抽出，在气相抽提管道7上设有气液分离器13，分离后的污染气体被抽提进入生物反应器14进行处理，分离后的污染液体经排液泵15送入所述生物反应器14进行处理；生物反应器14能够同时处理尾气与尾水，在节约成本的同时也节约了设备占地面积；
所述多相抽提井9的开筛深度位于地下水位线以上10-100cm，以达到全年不同水位都可达到对LNAPL的精确抽提效果，其中设置的所述地下水抽提管10位于地下水位修复目标深度，并与所述抽提水泵11连接，抽提出的水经过所述生物反应器14进行处理后达标排放；
所述多相抽提井9中也设有所述气相抽提管道7，能够将多相抽提井9中地下水挥发出的VOCs污染物进行收集，防止污染气体通过筛孔进入土壤中；气相抽提井6与多相抽提井9共用一台抽提风机8，可大大节约项目成本；
所述多相抽提井9中还设有NAPL相抽提装置12，用于对NAPL相污染物的精准抽提，所述NAPL相抽提装置12由定位器16、在线密度计17、NAPL抽提管18以及NAPL抽提泵19组成，所述在线密度计17位于所述定位器16上，所述定位器16为环状，套装在所述地下水抽提管10的下端，所述地下水抽提管10为软管并与卷扬机相连，通过卷扬机结合在线密度计17能够控制定位器16位于NAPL相所在的深度位置，在定位器16上还固定有所述NAPL抽提管18，所述NAPL抽提管18下端露出于定位器16，上端与NAPL抽提泵19相连，NAPL抽提泵19的下游连接沉淀箱20，沉淀箱20具有水相出口与NAPL相出口，水相出口与所述生物反应器14相连，NAPL相出口与NAPL回收箱21相连；使用的时候，地面控制系统可根据密度计反馈的数据，控制卷扬机的启停从而控制定位器16准确的停在NAPL层，当定位器16位于NAPL层时，NAPL抽提泵19开始工作，抽提出的液体首先进入沉淀箱20进行水相与NAPL相的分离，NAPL相进入NAPL回收箱21进行收集，水相进入所述生物反应器14进行处理；
所述尾气尾水处理系统包括所述沉淀箱20、所述NAPL回收箱21以及所述生物反应器14；沉淀箱20主要用于NAPL相抽提装置12所抽提出的液相与NAPL相进行分离，所述NAPL相回收箱用于将分离出的NAPL相进行储存回收，所述生物反应器14用于处理抽提出的污染水与污染气体。
由上述内容可知，本发明的优点在于：
(1)本系统可同时进行土壤与地下水的修复。
(2)本系统针对NAPL引起的地下水修复拖尾现象进行了精准抽提的设计，有效的解决了NAPL引起的修复拖尾问题，同时完成了NAPL相的资源化利用。
(3)注入管道上设有气体分配器3，可将空气压缩装置产生的压缩空气均匀的分配到各个注入井2中，同时监控各注入井2中压力机流量情况。
(4)本系统采用生物反应器14处理尾水、尾气，相比于活性炭吸附处理不用处理废弃的活性炭，减少了系统运行成本。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于饱和带与包气带综合治理的系统，其特征在于：包括注入系统、多相抽提系统以及尾气尾水处理系统，其中：
所述注入系统包含空气压缩设备及注入井，空气压缩设备向注气管提供高压空气，注气管伸入所述注入井中地下水位线以下的深度位置，而所述注入井的开筛深度位于全年最高地下水位线以上10-100cm；
所述多相抽提系统包括气相抽提井、气相抽提管道、抽提风机、多相抽提井、地下水抽提管、抽提水泵以及NAPL相抽提装置，其中：
所述气相抽提井的开筛深度位于地下水位以上，其中设置的所述气相抽提管道与所述抽提风机相连通，抽提风机的下游连通至生物反应器；
所述多相抽提井的开筛深度位于地下水位线以上10-100cm，其中设置的所述地下水抽提管位于地下水位修复目标深度，并与所述抽提水泵连接，抽提水泵的下游连通至所述生物反应器；
所述NAPL相抽提装置包括NAPL抽提管及NAPL抽提泵，所述NAPL抽提管的下端位于NAPL相的深度位置，所述NAPL抽提管的上端与NAPL抽提泵相连，所述NAPL抽提泵的下游连接沉淀箱，沉淀箱具有水相出口与NAPL相出口，水相出口与所述生物反应器相连；
所述尾气尾水处理系统包括所述沉淀箱与所述生物反应器。
2.根据权利要求1所述的用于饱和带与包气带综合治理的系统，其特征在于：所述空气压缩设备通过气体分配器连接数个注气管道，每个注气管道的终端通过一根所述注气管与注入井相连通。
3.根据权利要求2所述的用于饱和带与包气带综合治理的系统，其特征在于：所述气体分配器上设有涡街流量计、压力表与电动阀门，能够将空气压缩设备产生的压缩空气均匀分配给各个注入井，还能够监控各注气管道中的流量及压力。
4.根据权利要求1所述的用于饱和带与包气带综合治理的系统，其特征在于：所述气相抽提管道上设有气液分离器，分离后的污染气体被所述抽提风机抽提进入生物反应器进行处理，分离后的污染液体经排液泵送入所述生物反应器进行处理。
5.根据权利要求1所述的用于饱和带与包气带综合治理的系统，其特征在于：所述尾气尾水处理系统还包括NAPL回收箱，所述沉淀箱的NAPL相出口与所述NAPL回收箱相连。
6.根据权利要求1所述的用于饱和带与包气带综合治理的系统，其特征在于：所述多相抽提井中也设有所述气相抽提管道，所述多相抽提井中的气相抽提管道也连通至所述抽提风机。
7.根据权利要求1所述的用于饱和带与包气带综合治理的系统，其特征在于：所述NAPL相抽提装置包括定位器、在线密度计、所述NAPL抽提管及所述NAPL抽提泵，所述在线密度计能够探测NAPL相的深度位置，其通过所述定位器固定在所述地下水抽提管上，所述地下水抽提管为软管并与卷扬机相连，通过卷扬机能够控制定位器的深度位置，所述NAPL抽提管的下端固定在所述定位器上。
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